Was ist erweiterter Speicher?

Der IBM PC wurde 1981 veröffentlicht und war ein Game-Changer für Computer. Es eroberte den Markt im Sturm und wurde völlig dominant. Mit so viel Erfolg und seiner Hardware als offenem Standard tauchten bald Klone auf. Viele Softwareprogramme wurden auch für den PC entwickelt. Diese mussten seine Einschränkungen berücksichtigen und sich teilweise darauf verlassen. Dieses Vertrauen in bestimmte Funktionen und seine Marktdominanz hinterließen unauslöschliche Spuren auf dem Markt für Heimcomputer.

Das Hauptproblem des PCs war, dass er nur 1 MB Speicher adressieren konnte. Dies musste für RAM sowie für das BIOS, das Betriebssystem und jegliche Erweiterungshardware, wie z. B. Videoadapter, verwendet werden. Dies war bei der Veröffentlichung kein allzu großes Problem, da die Speicherpreise himmelhoch waren und Softwareanbieter sich praktisch überstürzten, ihre Software kompatibel zu machen. Als die Speicherpreise fielen und mehr speicherintensive Programme veröffentlicht wurden, wurde dies zu einem Problem.

Zu den Nachfolgern des IBM-PCs gehörten neuere CPUs, die mehr RAM adressieren konnten. Viele Programme hatten ihre Software jedoch genau auf das RAM-Layout des PCs zugeschnitten und konnten diesen zusätzlichen Speicherplatz nicht nutzen. Umgekehrt hatten viele Leute immer noch PCs mit begrenztem RAM, wollten aber die Möglichkeit haben, Software zu laden, die mehr RAM benötigte. Die Lösung war Speichererweiterung.

Erweiterter Speicher

Expanded Memory bezieht sich auf Bank Switching im oberen Bereich, um mehr Speicher auf gleichem Raum anzubieten. Der PC trennte seine 1 MB Speicher in zwei Bereiche, den konventionellen Speicherbereich, der als RAM verwendet wird, und den oberen Speicherbereich, der als BIOS-ROM und für Erweiterungskarten verwendet wird. Einige der oberen Speicherbereiche konnten bereits als RAM genutzt werden, etwa einer der beiden Bereiche, die der Grafik zugeordnet sind. Diese Technik ermöglichte jedoch nur den Zugriff auf ein paar KiB mehr Speicher. Um die Kapazität zu erhöhen, wurde ein erweiterter Speicher benötigt.

Der erweiterte Speicher verwendet einen Speicherbereich, der beispielsweise einem Grafikgerät zugewiesen ist und nicht verwendet wird. Es verwendete dann ein System von Bänken, um zusätzliche Speicherabschnitte in dieses eine Fenster ein- und auszulagern. Dies erforderte die Verwendung eines benutzerdefinierten Treibers. Es brauchte zumindest anfangs auch eine Erweiterungskarte mit mehr physischem Speicher. Spätere Generationen mit CPU-Unterstützung könnten Software verwenden, um erweiterten Speicher auf erweiterten Speicher abzubilden. Dies erforderte jedoch CPU-Unterstützung sowie das Vorhandensein von zusätzlichem Speicher für die Zuordnung. Die Software musste auch konfiguriert werden, um sie verwenden zu können.

Wie hat es funktioniert?

Der erweiterte Speicher arbeitete unter Verwendung eines Fensterabschnitts des Speichers. Es wurde von 1 zu 1 auf einen größeren Speicherpool abgebildet. Die Zuordnung von 1 zu 1 erlaubt jedoch nicht die Verwendung von mehr Speicher. Stattdessen würde der Treiber bei Bedarf die Abbildung auf einen anderen Abschnitt oder eine andere Bank des erweiterten Speichers auslagern. Dies ist wie das Ändern Ihres Desktop-Hintergrunds. Sie haben immer noch denselben Monitor, aber ein neues Bild. Die Software musste verfolgen, welche Bank des erweiterten Speichers welche Daten enthielt, eine kritische Aufgabe, wenn sie diese Daten abrufen wollte.

Das Tauschen von Bänken bedeutete, dass die Leistung im Vergleich zu einem größeren nativen Speicherpool geringer war. Wenn möglich, wäre es besser gewesen, erweiterten Speicher zu verwenden. Aber in Systemen und Software, die auf diese Speichergrenze von 1 MB begrenzt sind, bot der erweiterte Speicher die einzige Methode, um mehr Speicher zu gewinnen.

Das erste öffentliche Mainstream-System, das erweiterten Speicher verwendete, war LIM EMS 3.0. LIM war ein Akronym für die drei Unternehmen, die es hergestellt haben, Lotus Development, Intel und Microsoft. EMS steht für Expanded Memory Specification. Version 3.0 konnte dem PC 4 MiB hinzufügen. Nach modernen Maßstäben ist das im Wesentlichen nichts, aber das verfünffachte die Speicherkapazität des IBM-PCs. Die letzte Version von EMS, Version 4.0, bot Unterstützung für bis zu 32 MB Speicher.

Version 3.2 war die erste Version, in der echte Produkte auf den Markt kamen. Es verwendete ein 64-KiB-Fenster, das in vier 16-KiB-Seiten aufgeteilt war, um Stabilität beim Wechseln von Seiten zu gewährleisten.

Abfall

In den 1990er Jahren übernahmen grafische Betriebssysteme wie Windows textbasierte Betriebssysteme wie DOS. Dies brachte den letzten Nagel in den Sarg für erweitertes Gedächtnis. Erweiterter Speicher war immer ein bisschen ein Ausweichjob. Es wurde implementiert, um ein Funktionsproblem zu beheben, das andernfalls einen vollständigen Hardwareaustausch erfordert hätte. Neuere Generationen von DOS-basierten PCs waren nicht auf 1 MB RAM beschränkt. Aufgrund der großen installierten Benutzerbasis musste die Software jedoch so wenig zulassen.

Die Umstellung auf völlig neue Klassen der Betriebssysteme ermöglichte es, den geschützten Modus mit seiner Unterstützung für größere Speicherpools und virtuelle Speicheradressen angemessen zu nutzen. Die Umstellung auf die standardmäßige Verwendung größerer Speicherpools über den geschützten Modus signalisierte den Todesstoß für erweiterten Speicher. Das gesamte Konzept der Speicherbereiche wurde im Wesentlichen obsolet gemacht.

Abschluss

Erweiterter Speicher war der Begriff, der verwendet wurde, um sich auf die Praxis des Ein- und Auslagerns von Speicherbänken über eine Fensteradresse im oberen Speicherbereich zu beziehen. Das gesamte Konzept wurde entwickelt, um die durch CPU-Beschränkungen verursachte harte 1-MiB-Speichergrenze von IBM PCs zu umgehen. Es war unmöglich, neuen Speicherplatz hinzuzufügen. Dennoch war es möglich, einen Speicherabschnitt wiederholt zu verwenden, indem Speicherabschnitte verwendet und dann ausgetauscht und bei Bedarf wieder eingefügt wurden. Dazu war ein spezieller Treiber sowie Hardware erforderlich. Spätere Implementierungen könnten die Hardwarefunktionen in Software ausführen, obwohl dies auf dem bereits vorhandenen Vorhandensein von mehr zu verwendendem Speicher basierte.

Erweiterter Speicher war ein Problem, das durch den IBM-PC und die Notwendigkeit verursacht wurde, kompatible Software bereitzustellen, aber auch in der Lage war, größere Mengen an RAM zu verwenden, als möglich waren. Das Aufkommen grafischer Betriebssysteme wie Windows hat die Betriebssystemkompatibilitätslandschaft verändert. Da sie zu diesem Zeitpunkt in der Lage waren, viel mehr als die 1 MB Speicher des ursprünglichen PCs nativ zu adressieren, verschwanden das Problem und die Notwendigkeit für die Lösung des erweiterten Speichers. Das Konzept ist seit den frühen 1990er Jahren im Wesentlichen veraltet.